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TECNOLOGIA APLICADA À PROPRIEDADE RURAL NA
REDUÇÃO DO IMPACTO AMBIENTAL PROVENIENTE DA ATIVIDADE DA SUINOCULTURA, COM O USO DO
BIODISGESTOR E USINA DE COMPOSTAGEM. Área temática: Gestão Ambiental & Sustentabilidade
André Luiz Emmel Silva
Patricia Paz Silva
Jorge André Ribas Moraes
Tonia Magali Moraes Brum
Resumo: Observando o crescimento do rebanho brasileiro e a alta taxa de dejetos na criação de animais para
produção de alimentos, a tecnologia do biodigestor vem de encontro com a tendência mundial de produção mais limpa,
uso de recurso renováveis para produção de energia e biofertilizante. Este artigo tem por finalidade apresentar o uso
do biodigestor como elemento agregado no emprego de usina de compostagem de dejetos oriundos da criação de
suínos. Apresentaremos conceitos envolvendo a tecnologia do biodigestor e um estudo de caso em uma propriedade
rural que está implementando com sucesso o biodigestor como um pré processo da usina de compostagem já existente
para tratamento dos dejetos de suínos.
Palavras-chaves:
ISSN 1984-9354
XI CONGRESSO NACIONAL DE EXCELÊNCIA EM GESTÃO 13 e 14 de agosto de 2015
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1. INTRODUÇÃO
1. Introdução
A suinocultura vem ganhando importante papel na economia brasileira principalmente no que se refere
às exportações (HERNANDES, SCHMIDT e MACHADO, 2010). O rebanho de suínos no Brasil
cresce em média 2% ao ano (NORONHA e GIMENES, 2008), ocupando o quarto lugar em escala de
produção mundial (ABIPECS, 2014). O crescimento do setor deve-se a investimentos em pesquisa e
tecnologia, administração e marketing bem como em aperfeiçoamento de processos que resultaram em
aumento e melhoramento da produtividade (HERNANDES, SCHMIDT e MACHADO, 2010).
Com a intensificação da produção e a adoção do regime de confinamento, ocorreu também o aumento
do volume de dejetos produzidos (SOUZA et al., 2009; GOMES et al., 2014). Responsável pela
aglomeração de grandes quantidades de biomassa, a atividade suína encontra-se no foco das demandas
ambientais das comunidades locais e das sociedades em nível global (PEREIRA, 2011).
A suinocultura é considerada pelos órgãos ambientais uma atividade potencialmente causadora de
degradação ambiental (HERNANDES, SCHMIDT e MACHADO, 2010; PEREIRA, 2011; GOMES et
al., 2014). Os suinocultores, cientes da degradação ambiental ocasionada pelo grande volume de
dejetos e água residuária que esta atividade é capaz de produzir e perante a ações de fiscalização,
buscam soluções para tratar, dispor ou aproveitar os resíduos provenientes do modelo de suinocultura
intensiva (SOUZA et al., 2009).
Paralelo a isso, tem-se hoje o uso de fontes limpas e renováveis de energia como um dos fatores mais
relevantes na discussão de ações econômicas voltadas para sustentabilidade e preservação ambiental
(DUTRA e MARQUES ,2014). Observando a grande disponibilidade de dejetos proveniente da
criação de animais e a busca incessante de energias alternativas de fontes renováveis faz-se necessário
ressaltar a obtenção de energia através do emprego de biodigestores como incremento econômico
agregado na atividade de usinas de compostagem. Os biodigestores despontam como uma alternativa
para a sustentabilidade da atividade, agregando valor à produção, diminuindo custos e impactos
ambientais (SHIKIDA et al., 2008). Dentre as mais variadas fontes de energias renováveis
(hidroelétricas, eólica, biomassa, solar e geotérmica) a biomassa merece destaque pela sua quantidade
disponível e por ser a mais sustentável dentre as demais (FONSECA, ARAÚJO e HENDGES, 2009).
Embora grande parte da biomassa seja de difícil contabilização, devido ao uso não comercial, estima-
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se que, atualmente, possa representar até cerca de 14% de todo o consumo mundial de energia primária
(PINTO e RABENSCHLAG, 2013).
Há pelo menos meio século, os chineses já apostavam nos biodigestores como fonte de energia. Porém,
no Brasil, os primeiros estudos surgiram somente após as primeiras crises do petróleo, ocorridos no
início dos anos 70. Devido ao pouco incentivo do governo, o início foi difícil e demorado. Mas hoje,
principalmente nas áreas rurais, onde se pratica a criação de animais, em especial a suinocultura, a
utilização de biodigestores já ocorre de forma mais intensa (COSTA, 2006). Além da produção do
biogás, os resíduos que sobram ainda podem ser aproveitados como fertilizantes por essas
propriedades rurais. Biogás é a energia que pode ser obtida do gás natural, resultante da decomposição
anaeróbica de compostos orgânicos (geralmente estrume, resíduos domésticos, etc.) O aproveitamento
da energia do biogás ocorre pela queima do gás natural, utilizando-se dessa maneira o calor liberado na
combustão (BRAGA, 2005).
O sucesso do biodigestor está na sua simplicidade (CASAGRANDE, 2006; BARRERA, 2011). Trata-
se, basicamente, de uma câmara fechada onde a biomassa é fermentada anaerobicamente - sem a
presença de oxigênio e o biogás resultante é canalizado para ser empregado nos mais diversos fins. É a
porcentagem de metano que confere ao biogás um alto poder calorífico, que varia de 5.000 a 7.000
kcal/m3. A tabela 1 mostra valores equivalentes de biogás em relação a outros compostos.
TABELA 1 - Comparativos do biogás
1 m³ de Biogás equivale à:
Gasolina 0,613 L
Querosene 0,579 L
Óleo Diesel 0,553L
Gás de Cozinha 0,454 L
Álcool Hidratado 0,790 L
Eletricidade 1,428 Kw
Fonte: Barrera (2011)
A fração gasosa é predominantemente formada por gás metano (65%) e tende a acumular-se nas
porções superiores das câmaras, devendo ser drenada para queima ou beneficiamento e utilização
(BRAGA, 2005). O volume de produção por unidade de matéria orgânica é variável e dependem de
diversos fatores como temperatura, tipo e dimensões do biodigestor, mas principalmente, do material
orgânico empregado. Para se produzir 1m³ de biogás, é necessário aproximadamente 12 Kg de dejeto
suíno.
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Este artigo tem por objetivo demonstrar a redução do impacto ambiental que o biodigestor agregado no
emprego de usina de compostagem podem causar em uma propriedade criadora de animais. A análise
foi feita através de um estudo de caso em uma propriedade rural produtora de suínos na região central
do estado do Rio Grande do Sul.
2. Resíduos da agricultura e pecuária
Qualquer alteração do estado natural do ambiente resulta em um prejuízo ao ecossistema. Toda
atividade exploratória agrícola ou pecuária acarreta em alguns danos ao meio ambiente. Não existe
dano menor. Na agricultura o emprego de fertilizantes artificiais e agrotóxicos vem suprir uma
necessidade da produção agrícola de grande escala. Para atender o mercado consumidor precisamos
nutrir a terra escassa de nutrientes e combater pragas devido à ausência de seu predador natural.
Conforme BRAGA (2005), alguns estudos já apontam que resíduos de agrotóxicos se transferem
parcialmente para o tecido celular da planta.
Novas políticas do setor agropecuário em relação ao descarte de embalagens são sinalizações de que
algo está mudando. Empresas produtoras de fertilizantes sintéticos, agrotóxicos e outros têm uma co-
responsabilidade ambiental no trato destas embalagens. Campanhas como a tríplice lavagem e o
recolhimento das embalagens para destinação em aterros atualmente são políticas nacionais já
conhecidas pela maioria dos produtores rurais e suas entidades de classe. Nesta questão a adoção de
fertilizantes naturais e novas tecnologias envolvendo a genética são alternativas na redução deste fator
negativo.
Entretanto, carcaça de animais, esterco, restos de alimentação também contaminam a atividade
agropecuária. Estes elementos ricos em nutrientes são capazes de se transformarem através da
compostagem em fertilizante natural ou energia, através de biodigestores. Conforme Souto e Ralisch
(2007) os atuais sistemas integrados de produção suína resultam na grande concentração espacial da
produção em torno das agroindústrias. Neste sistema, os criatórios confinados constituíram-se na base
da expansão suinícola e induziram à adoção do manejo dos dejetos na forma líquida: prática que exige
maior investimento em infra-estrutura (PERDOMO, 2002).
A suinocultura é reconhecidamente uma atividade de grande potencial poluidor (KUNZ, HIGARASHI
e OLIVEIRA, 2005) devido à intensa produção de dejetos. Esses resíduos orgânicos são altamente
poluentes, tendo um potencial poluidor 4,2 vezes superiores ao esgoto doméstico (SHIKIDA et al.,
2008).
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3. Biofertilizantes
Biofertilizante ou fertilizante natural é o nome dado à biomassa fermentada no interior do biodigestor.
Esta fermentação reduz drasticamente o teor de carbono presente; isto se dá pela formação do Metano
(CH4) e Gás carbônico (CO2) resultante da biodigestão da matéria orgânica.
Entretanto há uma grande concentração de nutrientes indispensável ao solo tais como Nitrogênio,
Potássio e Fósforo e húmus (material orgânico). O aumento dos índices de Nitrogênio este diretamente
relacionado com a diminuição do teor de carbono. Também de acordo com Coldebella (2006) o
biofertilizante atua como corretor de acidez, eliminando o alumínio e liberando o fósforo dos sais
insolúveis de alumínio e ferro.
Fertilizantes artificiais podem substituir os nutrientes necessários ao solo, mas não podem modificar as
propriedades físicas e biológicas de um solo pobre. Ao contrário, o biofertilizante tem esta
propriedade, reduz a mineralização do solo, ressecamento e endurecimento, propicia a entrada de ar e
água, evita a erosão e mantém a vida de bactérias no solo que evitarão o aparecimento de fungos,
vírus, nematóides e insetos que conseqüentemente poderão afetar a vida das plantas.
Quando lançados ao solo, os biofertilizantes melhoram a estrutura e a textura deste, deixando-o mais
fácil de ser trabalhado e facilitando a penetração de raízes, que conseguem absorver melhor a umidade
do subsolo, podendo resistir mais facilmente a longos períodos de estiagem (GASPAR, 2003).
4. Biodigestor
Espalhados por todo o globo terrestre, países ricos e pobres adotam o biodigestor como fonte de
energia e biofertilizante. Países como a China e Índia estão à frente desta tecnologia a ponto de
apresentarem seus modelos como referência nesta área. Segundo Barrera (2011) a China dispõe de 8
milhões de biodigestores instalados e a Índia cerca de 300 mil. Modelos de pequeno porte adaptados a
residências já estão disponíveis para venda inclusive na internet.
Representa uma alternativa para o tratamento de resíduos, pois além de permitir a redução do potencial
poluidor e dos riscos sanitários dos dejetos ao mínimo, promove a geração do biogás, utilizado como
fonte de energia alternativa e permite a reciclagem do efluente, podendo ser utilizado como
biofertilizante (AMARAL, 2004; CATAPAN et al., 2011). A implantação de um equipamento
denominado biodigestor em propriedades rurais viabiliza de modo sistêmico o tratamento dos dejetos a
partir da coleta até a consecução de um bem final limpo e ecologicamente correto: o biogás
(PEREIRA, 2011).
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O Biodigestor contém no seu interior a biomassa e seu produto, o biogás. No seu interior as bactérias
metanogênicas encontram o ambiente perfeito para atuarem na biomassa e assim produzir o metano -
CH4 ou como é chamado, biogás.
Naturalmente simples o biodigestor consiste de uma câmara chamada de digestor, onde fica
armazenada a biomassa, o gasômetro destinado a armazenar o biogás e dutos de entrada de dejetos e
saída de descarga e biofertilizante. Vista não somente como uma necessidade, mas principalmente
como uma vantagem competitiva, a gestão de dejetos através de biodigestores ganhou ênfase dentro da
suinocultura, por reaproveitar e valorizar subprodutos da produção (FONSECA, ARAÚJO e
HENDGES, 2009).
4.1 O modelo Chinês e Indiano de biodigestor
Os modelos Chinês e Indiano são os mais empregados no Brasil. Possuindo uma cúpula do gasômetro
fixa o modelo Chinês (figura 1) difere do Indiano (figura 2) neste aspecto. A cúpula do biodigestor
Indiano é construída em chapa metálica, manta de Policloreto de Vinila (PVC), fibra ou plástico e à
medida que o gasômetro enche a cúpula desloca-se para cima, diferentemente de gasômetro do modelo
Chinês, construído em alvenaria.
FIGURA 1 - Biodigestor Indiano FIGURA 2 - Biodigestor Chinês
Fonte: Sganzerla (1883) Fonte: Sganzerla (1883)
O modelo chinês tem um custo baixo de implantação, é mais durável, ocupa pouco espaço na
superfície do solo, apresenta-se fixo, sem partes metálicas, no entanto as oscilações de pressão no
gasômetro (local de armazenamento do gás) provocam vazamentos, tornando o manejo complicado
(FONSECA, ARAÚJO e HENDGES, 2009).
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O modelo indiano apresenta o formato de um poço, local onde ocorre a digestão da biomassa, coberto
por uma tampa cônica, isto é, pela campânula flutuante que controla a pressão do gás metano e permite
a regulagem da emissão do mesmo (SGANZERLA, 1983).
5. Biogás
O biogás é um dos produtos da decomposição anaeróbia da matéria orgânica, que se dá através da ação
de determinadas espécies de bactérias (CASAGRANDE, 2006; CETESB, 2006; CATAPAN et al.,
2011). Também conhecido na antiguidade como gás do pântano tem registro de sua descoberta em
1667. Já em 1884 Louis Pasteur apresentou os resultados de experimentos realizados por seu aluno
Ulysse Gayon na obtenção de biogás através de uma mistura de esterco e água.
Biogás é um tipo de mistura gasosa de dióxido de carbono e metano produzido naturalmente em meio
anaeróbico pela ação de bactérias em matérias orgânicas, que são fermentadas dentro de determinados
limites de temperatura, teor de umidade e acidez (PEREIRA, 2011). Na natureza existem vários
ambientes favoráveis ao desenvolvimento do biogás, sendo representados pelos pântanos, estuários,
mares e lagos, usinas de carvão e jazidas petrolíferas. Esses sistemas possuem concentrações baixas de
oxigênio, facilitando a ocorrência desse fenômeno. Ao passar dos anos, passou-se a desenvolver e
utilizar o processo fermentativo iniciando assim seu uso como alternativa energética através de
biodigestores.
A composição do biogás é difícil de ser definida, pois depende do material orgânico utilizado e do tipo
de tratamento anaeróbio que sofre. Contudo, em linhas gerais, o biogás é uma mistura gasosa composta
principalmente por:
- Metano (CH4): 50 – 70% do volume de gás produzido.
- Dióxido de carbono (gás carbônico, CO2): 25 – 50% do volume de gás produzido.
- Traços de outros gases:
- Hidrogênio (H2): 0 – 1% do volume.
- Gás sulfídrico (H2S): 0 – 3% do volume.
- Oxigênio (O2): 0 – 2% do volume.
- Amoníaco (NH3): 0 – 1% do volume.
- Nitrogênio (N2): 0 - 7% do volume.
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6. Relato da visita a uma propriedade rural
A propriedade estudada localiza-se no Distrito de Forqueta, pertencente ao Munícipio de Arroio do
Meio, região central do estado do Rio Grande do Sul. O proprietário é uma personalidade diferenciada
dos seus próximos, tanto pela sua simplicidade e cordialidade, que todos demonstraram em nos
receber, quanto pela sua inovação, empreendedorismo e praticidade na busca de resultados e
alternativas econômicas e sócio-ambientais que envolvem a gestão da sua propriedade rural.
Em uma área de aproximadamente 20 hectares, criam-se em regime permanente, 1.500 suínos, 85.000
frangos, 100 bovinos e algumas poucas vacas de leite. O local possui dois aviários, dois chiqueiros de
suínos, um estábulo para confinamento de bovinos, um estábulo para vacas leiterias e espaço para suas
máquinas agrícolas.
Buscando aproveitar ao máximo a capacidade do espaço físico e econômico, utiliza os resíduos das
aves que formam a chamada “cama de aviário” e o esterco bovino para comercializar em forma de
adubo orgânico para os proprietários rurais da região. Atualmente, a cama de aviário é vendida a fim
de custear a nova cama que será disposta no aviário.
As carcaças das aves são colocadas em um compostário de alvenaria fechado. Estas carcaças são
cobertas com uma camada de cama de aviário, formando um sanduíche que é preparado para
futuramente ser usado na agricultura como fertilizante. O mesmo procedimento é realizado com
carcaças de suínos, em outro compostário.
Quanto à alimentação das aves, observamos que a mesma ocorre automaticamente através de
equipamentos especialmente preparados e controlados com as quantidades adequadas para cada
período e o aquecimento é realizado por fornalha a lenha. Segundo o proprietário, o objetivo é fornecer
as fornalhas o metano proveniente do biodigestor.
Na parte superior da propriedade encontra-se o estábulo dos bovinos e na intermediária encontram-se
dois chiqueiros, cada um com 750 suínos, alimentados com ração e água automaticamente (figura 3).
FIGURA 3 - Chiqueiros para criação de suínos e alimentador de ração
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O chiqueiro obedece a normas da vigilância sanitária, e sua construção foi acompanhada por órgãos
fiscalizadores e a própria indústria que é parceira na compra dos animais. Cada suíno gera em média 4
litros de dejetos por dia o que representa aproximadamente 5.000 litros de dejetos que necessitam de
tratamento adequado para reduzir ao máximo o impacto ambiental gerado por esta cadeia produtora.
Como condição de funcionamento, fez-se necessário a construção de uma usina de compostagem para
tratar os excrementos dos suínos (figura 4). Ao custo de aproximadamente R$ 100.000,00, possui
aproximadamente 60 metros de comprimento por 12 metros de largura. Em conseqüência do calor
gerado pela decomposição foi necessário acrescentar um misturador helicoidal móvel (figura 5).
FIGURA 4 - Usina de compostagem FIGURA 5 - Misturador helicoidal móvel
O grande diferencial da propriedade está no incremento do biodigestor entre a saída de dejetos dos
chiqueiros e a usina de compostagem (figura 6). O biodigestor é do tipo indiano e recebe a carga de
efluente dos chiqueiros, aproximadamente 5.000 litros de dejetos diários. Devido à grande produção de
gás metano e gás carbônico a lona estava rompida e em manutenção. Na saída do biodigestor encontra-
se o dejeto que será bombeado até a usina de compostagem.
FIGURA 6 - Biodigestor
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O biodigestor da propriedade possui 22 metros de comprimento por 5 metros de largura e uma
profundidade em declive de 2 metros para 2,5 metros no seu interior. O custo desta estrutura em
alvenaria foi de aproximadamente de R$ 20.000,00.
Segundo o proprietário, citando a conclusão de técnicos da EMATER (Empresa de Assistência
Técnica e Extensão Rural) e EMBRAPA (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária) envolvidos
no projeto, ele somente consumirá 25% do metano produzido em sua propriedade. O excedente poderá
de alguma forma complementar a renda da propriedade bem como o biofertilizante gerado, hoje com
cerca de 600m³ disponíveis.
7. Conclusão
Há muito que relatar nesta breve pesquisa que foge do objetivo deste artigo. O assunto é complexo,
pois envolvem pessoas, ambiente, animais, legislação, custos, viabilidade, impactos econômicos,
físicos, químicos e biológicos. Existe muita literatura sobre o assunto do biogás e biodigestores já
disponíveis ao público. As entidades de classe de criadores juntamente com o Ministério da
Agricultura bem como as Secretarias de Agricultura e Pecuária dos estados estão envolvidas em
pesquisas de aplicação desta tecnologia.
É inegável que o uso dos dejetos provenientes dos criatórios de animais para compostagem e geração
do biofertilizante tem um enorme valor ambiental e econômico no desenvolvimento sustentável das
propriedades rurais. A adoção de biodigestores no ciclo da compostagem é uma atividade que depende
de um estudo completo de viabilidade. Em se tratando da propriedade visitada, verificou-se que não
existe o domínio da tecnologia e o capital a ser investido depende de recursos próprios e assistência
técnica escassa. Mesmo assim, pode-se considerar como um excelente exemplo de prática em busca da
sustentabilidade.
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